《计算机辅助绘图技能训练》课程设计报告.docx

1、计算机辅助绘图技能训练课程设计报告计算机辅助绘图技能训练课程设计报告学 院： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导教师： 一计算机辅助绘图训练的目的 1、熟悉Altium Designer绘图环境，各个功能模块，界面环境设置方法以及文件管理方法。2、理解用Altium Designer设计电子电路的基本思想。3、掌握用Altium Designer电子电路原理图的基本方法。4、掌握用Altium Designer绘制电子电路PCB板的过程。5、具体应用和巩固单片机甚至本专业课程的理论知识，了解并学会计算机绘图软件protel 或Altium Designer的使用。掌握好一般的绘图方法及步骤，培

2、养学生有的计算机绘图能力，并为后继的专业课及工作打下扎实的基础。6、通过原理图及PCB板图的绘制，培养学生的动手能力，使学生具有能够选择合方案、合理布局、合理布线的能力。二 课程设计绘图本次课程设计的题目是彩灯控制系统，画出原理图和板图，所需的元件如下表所示。名称大小数量RES1K1CAP30PF2CAP22PF1AT89C511LED8BUTTON1CRYSTAL1绘图过程1、练习部分设计一彩灯控制系统，P1口接8个发光二极管，画出原理图和板图。要求熟悉如下操作：原理图：建立*.DDB或者*.Project文件；新建*.SCH；添加库文件；画原理图；生成网络表；制作元器件；导出、导入原理图。

3、PCB图：新建*.PCB；添加库文件；画PCB图；制作元器件；导出、导入PCB图；(1)打开绘图软件Altium Designer ，在“文件” 选项下新建一个PCB工程，然后再分别新建原理图文件和PCB图文件，并将它们保存在同一个文件夹下。(2)在“设计”选项下，点开浏览库，添加自己到网上下载的单片机及常用器件的原理图库和封装库文件，并添加自己制作的原理图库和封装库文件且安装。(3)在原理图文件*.SchDoc中绘制原理图。 1)从原理图库里边找到80c51单片机，导出来将其放置在电路原理图中。2)从原理图库中找到电容、电阻等，并找好电源、接地地线，按照复位电路图的接线规则，用导线把他们连接

4、起来，形成复位电路，并将其接到80c51单片机的RST引脚上。3)从原理图库中 找到电容、晶振等器件，按照晶振电路的接线规则，用导线把他们连接起来，形成晶振电路。并分别把他们连接到单片机的XTAL1和XTAL2引脚上。4)从原理图库中找到电阻、发光二极管。每个发光二极管分别串接一个电阻，并将其连接到单片机的P1口上。5)将80c51单片机上的电源引脚和接地引脚分别接上电源和地。6)检查上述原理图绘制过程中是否存在漏接、错接等现象。(4)绘制PCB板图1)在原理图文件中，选中80c51单片机并双击，在footprint中添加封装从自己制作的封装库或网上下载的封装库中找到DIP40并添加。2)同样

5、，在原理图文件中，分别选中电容、电阻、晶振、发光二极管等双击，按照1)中的方法找到封装并分别添加。3)在设计选项下，点击Import changes.检测是否存在错误，若存在错误，则回去更改错误；若无误，则全部执行更改。然后关闭该窗口。4)点击“设计”下的Update PCB Document ,更新更改。5)在PCB 文件中，查看PCB图，合理布局，尽量紧凑，节约板材，并设置板子的大小。6)布局完成后，设定线宽，在“自动布线”选项下，点击全部，而后点击编辑规则，选择Width(线宽)，分别对所有、网络进行设置，对所有，线宽的最小值为10mile,最大值为20mile,最佳线宽设置为15mil

6、e；再新建一个网络布线规则，所选择对象为电源线，线宽最大值最小值最佳值都设置为30mile,点击应用并确定。7)可选择手动布线或自动布线，此次选择自动布线。8)检查线宽是否与设置的线宽一致，是否存在少线，未连接上等现象，若都无误，则将PCB工程、原理图文件、PCB文件保存。绘制出的原理图如下：1.复位电路部分复位电路，就是利用它把电路恢复到起始状态。就像计算器的清零按钮的作用一样，以便回到原始状态，重新进行计算。和计算器清零按钮有所不同的是，复位电路启动的手段有所不同。一是在给电路通电时马上进行复位操作；二是在必要时可以由手动操作；三是根据程序或者电路运行的需要自动地进行。复位电路都是比较简单

7、的大都是只有电阻和电容组合就可以办到了，再复杂点就有三极管等配合程序来进行了。为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%，即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才会撤除，微机电路开始正常工作。2时钟电路部分时钟电路为单片机工作提供基本时钟，它是计算机工作的心脏，它控制着计算机的工作节奏。时钟电路一般由晶体震荡器和电容组成。 4.总设计图 选用AT89C51引脚功能VCC：供电电压

8、。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻

9、的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

10、作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（计时器0外部输入）P3.5 T1（计时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存

11、允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信

12、号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性:XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外

13、部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。Pcb图元器件封装2、设计部分根据单片机接口设计所选题目基于单片机的万年历设计（数码管显示），画出原理图和板图。原理图如下图所示： PCB图如下图所示部分元器件封装数码管 三极管(2) 元器件清单：种类个数属性电阻162k868011k单片机1AT89C51数码管68脚1位三极管15NPN1PNP电容10.01uF普通230pF普通110uF电解四脚开关4晶振112MHz40脚插排5设计心得 通过一周计算机绘图训练课程设计，让我熟悉Altium Designer绘图环境，各个功能模块，界面环境设置方法以及文件管理方法。理解了用Altium Designer设计电子电路的基本思想。掌握了用Altium Designer电子电路原理图的基法。握了用Altium Designer绘制电子电路PCB板的过程。对以往学过的单片机甚至本专业课程的理论知识有了更深的认识，让自己具有了计算机绘图基本能力，并为后继的专业课及工作打下扎实的基础。在此过程中，通过原理图及PCB板图的绘制，培养了自己的动手能力，使自己具有能够选择合方案、合理布局、合理布线的能力。